高三物理二轮专题复习研究

高三物理二轮专题复习研究朱建廉南京市金陵中学一、专题设置的思考二、专题研究的实例三、专题练习的配置一、专题设置的思考思考二轮复习的专题设置应尊重：复习内容的特征高考能力的要求一轮复习的状况学习主体的实际设置知识整合专题1：物体的运动（一）（匀变直、平抛）专题2：物体的运动（二）（匀圆、天体）专题3：物体的平衡（基于物理学范畴）专题4：力与运动的关系（一）（基于力学范畴）专题5：力与运动的关系（二）（基于物理学范畴）专题6：动量与能量（一）（基于力学范畴）专题7：动量与能量（二）（基于物理学范畴）专题8：振动与波动（注意机械波与电磁波的比较）专题9：热学问题研究（问题归类与方法概括）专题10：电场与磁场（一）（孤立场中的问题）专题11：电场与磁场（二）（复合场中的问题）专题12：电路分析与计算（电路问题归类分析）专题13：电磁感应研究（一）（基于理性的研究）专题15：交变电与电磁波（问题归类与方法指导）专题16：光学两个基本问题（传播与本性）专题17：原子与原子核（问题归类与方法概括）专题18：物理实验研究（目的、原理、方法、仪器、操作、数据、误差、细节）专题14：电磁感应研究（二）（基于方法的指导）设置能力要求专题19：整体与隔离专题20：分解与分割专题21：等效与平均专题22：图像与图形专题23：临界与极值专题24：思维与物理专题25：数学与物理专题26：生活与物理二、专题研究的实例碰撞过程研究专题研究实例11、碰撞过程的基本概念碰撞过程——两个运动物体的短暂相互作用过程正碰撞过程——相互作用前后两物体的运动速度共线2、碰撞过程的基本特征相互作用时间极短——相互作用内力极大——0t外内FF3、碰撞过程的共性规律动量守恒——22112211umumvmvm习题1：A、B两个小球的质量分别为1kg和2kg，分别以速率4m/s和1m/s沿同一直线相向运动，发生正碰撞后粘在一起一共同的速度运动，求碰撞后两小球的共同速度。解：由动量守恒定律，得解得方向与碰撞前A球的速度方向相同vmmvmvm2122111121221132211241msmsmmvmvmv习题2：质量为2kg的小物块A以6m/s的速度在光滑的水平平台上作匀速直线运动，与静止在平台边沿的质量为1kg的小物块B发生正碰撞，平台的高度为1.25m，重力加速度g取10m/s2，碰撞后小物块B离开平台作平抛运动落地时的水平位移大小为4m，求：碰撞后小物块A离开平台作平抛运动落地时水平位移的大小。221gthst5.0tvs22128msv221101vmvmvm112msvtvs11ms11解：从形变恢复情况分类—弹性碰撞：形变完全恢复非弹性碰撞：形变不完全恢复完全非弹性碰撞：形变完全不恢复4、碰撞过程的几种类型从动能损失情况分类—弹性碰撞：动能没损失非弹性碰撞：动能有损失完全非弹性碰撞：动能损失最多习题3：试计算习题1和习题2中碰撞过程的动能损失，并判断碰撞的类型。解：对于习题1中的碰撞，由于碰撞前碰撞后m1=1kgm2=2kgv1=4m/sv2=1m/sv=(2/3)m/s所以，碰撞过程中动能损失为JvmmvmvmEk325212121221222211又由于碰后两球共同运动，所以碰撞是完全非弹性的。对于习题2中的碰撞，由于所以，碰撞过程中动能损失为由于碰撞中动能损失为零，所以碰撞是完全弹性的。碰撞前碰撞后物块A(m1=2kg)物块B(m2=1kg)v0=6m/sv2=8m/sv1=2m/s静止0212121222211201vmvmvmEk从形变恢复情况来看—弹性碰撞：形变完全恢复，碰撞双方相互作用过程最长，是所有碰撞情况中的一个极端。完全非弹性碰撞：形变完全不恢复，碰撞双方相互作用过程最短，是所有碰撞情况中的另一个极端。5、碰撞过程的两个极端从动能损失情况来看—弹性碰撞：动能没损失，即碰撞过程中的动能损失取得最小值，是所有碰撞情况中的一个极端。完全非弹性碰撞：动能损失最多，即碰撞过程中的动能损失取得最大值，是所有碰撞情况中的另一个极端。弹性碰撞：完全非弹性碰撞：22112211umumvmvm22112211umumvmvm22221122221121212121umumvmvm21uu习题4：质量为2kg的小球A以6m/s的速度与静止的质量为1kg的小球B发生正碰撞，则碰撞后两小球速度的最小值和最大值分别为多少？解：如碰撞是弹性的，则221101vmvmvm222211201212121vmvmvm10212112msvmmmmv10211282msvmmmvvmmvm2101121014msmmvmv1142msvmsA1184msvmsB如碰撞是完全非弹性的，则所以，A、B两球速度大小的取值范围为习题5：质量为1kg的小球A以6m/s的速度与静止的质量为2kg的小球B发生正碰撞，则碰撞后两小球速度的最小值和最大值分别为多少？解：如碰撞是弹性的，则221101vmvmvm222211201212121vmvmvmvmmvm2101如碰撞是完全非弹性的，则所以，A、B两球速度大小的取值范围为10212112msvmmmmv10211242msvmmmv121012msmmvmv120msvA1142msvmsB6、碰撞过程的三种制约动量制约：守恒动能制约：不增运动制约：合理习题6:两个小球A、B在光滑水平面上沿同一直线运动，其动量大小分别为5kgm/s和7kgm/s，发生碰撞后小球B的动量大小变为10kgm/s，由此可知两小球的质量之比可能为（）A、1B、1/2C、1/5D、1/10解：将两小球碰撞前后的动量方向间关系作出如下各种假设，然后运用碰撞的三个制约因素进行检验。1、设A、B两小球相向运动而发生碰撞，并取小球B碰前的运动方向为参考正方向，即PA0=–5kgm/sPB0=7kgm/s根据“运动制约”，小球B在碰后动量欲增大，其动量方向必与原动量方向相反，即PB=–10kgm/s根据“动量制约”，小球A在碰后动量必为PA=12kgm/s而这样的碰撞结果显然违背了“动能制约”，因为显然有BABAmmmm21021227252222碰前PB0=7PA0=–5碰后PB=–10PA=122、设A、B两小球同向运动而发生碰撞，且A球在前，B球在后，取两小球碰前的运动方向为参考正方，即PA0=5kgm/sPB0=7kgm/s根据“运动制约”，小球B在碰后动量欲增大，其动量方向必与原动量方向相反，即PB=–10kgm/s根据“动量制约”，小球A在碰后动量必为PA=22kgm/s而这样的碰撞结果显然也违背“动能制约”，因为显然也有BABAmmmm21022227252222碰前PB0=7PA0=5碰后PB=–10PA=223、设A、B两小球同向运动而发生碰撞，且B球在前，A球在后，仍取两小球碰前的运动方向为参考正方，即PA0=5kgm/sPB0=7kgm/s根据“运动制约”，小球B在碰后动量欲增大，其动量方向必与原动量方向相同，即PB=10kgm/s根据“动量制约”，小球A在碰后动量必为PA=2kgm/s而这样的碰撞结果完全可以不违背“动能制约”，只要有BABAmmmm2102227252222碰前PB0=7PA0=5碰后PB=10PA=24、然根据“运动制约”，为了保证碰前小球A能追上小球B而发生碰撞，同时为了保证碰后小球A不至于超越到小球B的前面，应分别有在此基础上可以得到A、B两小球质量之比的取值范围为即：此例应选C。BAmm75BAmm10217751BAmm7、弹性正碰的两个特征特征1：弹性正碰不改变碰撞双方的相对速率特征2：质量相等的物体发生弹性正碰后速度互换特征1证明：22112211umumvmvm22221122221121212121umumvmvm22121212112vmmmvmmmmu22112121122vmmmmvmmmu2112vvuu由解得所以习题7：如图所示，滑块A1A2由轻杆连结成一个物体，其质量为M，轻杆长L。滑块B的质量为m，长L/2，其左端为一小槽，槽内装有轻质弹簧。开始时，B紧贴A，使弹簧处在压缩状态。今突然松开弹簧，在弹簧作用下整个系统获得动能E，弹簧松开后，便离开小槽并不再与物体A1A2及B发生作用。以后B将在A1和A2之间发生无机械能损失的碰撞。假定整个系统都位于光滑的水平面上，求：物块B的运动周期。LL/2BA1A2解：由于B将在A1和A2之间发生无机械能损失的碰撞，故其间的相对速度大小不会因为碰撞而发生改变，于是可由Mumv222121MumvELTuvEMmmMLT2滑块B的运动周期为特征2证明：22112211umumvmvm22221122221121212121umumvmvm22121212112vmmmvmmmmu22112121122vmmmmvmmmu由解得如果于是有21mm21vu12vu习题8：如图所示，光滑绝缘水平面上相距L的两点处分别静止着质量均为m的A、B两个小球，小球A是带有正电荷q的导体球，小球B是不带电的介质球，两球均可视为质点。今在两球所在的足够大区域内加上场强为E的匀强电场，方向由小球A指向小球B，两小球发生的碰撞是弹性的，且碰撞时不发生电荷转移。则（1）经多长时间两球发生第一次碰撞？碰撞前小球A的速度为多大？（2）在以后的各次碰撞中，相邻两次碰撞间隔的时间是否相等（如相等，为多少；如不等，说理由）？（3）从加上电场起计时，经多长时间小球A以多大的速度与小球B发生第4次碰撞？ABLE解：（1）设小球A在与小球B发生第一次碰撞前，经时间t0速度加至v0，则应有maqE2021atL00atvqEmLt20mqELv202021mvqEL00mvqEtqEmLt20mqELv20或（2）两个小球的运动及其间的碰撞应有如下特征①两小球每发生一次碰撞都将速度相互交换证明：22112211umumvmvm22221122221121212121umumvmvm由22121212112vmmmvmmmmu22112121122vmmmmvmmmu得21mm考虑到21vu12vu于是有②小球A在电场力作用下做匀加速运动，与小球B碰撞后速度突然变小；小球B做匀速运动，与小球A碰撞后速度突然变大。v/v0t/t010133255471196由此可画出小球A、B的v-t图像如下图所示可见：以后的相邻两次碰撞间隔的时间相等，为qEmLtt2220v/v0t/t010133255471196（3）由图可直接得到：从加上电场起计时，经时间小球A以速度与小球B发生第4次碰撞？qEmLtt27704mqELvv24404非线性元件静态工作点的确定专题研究实例2习题：小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在左下框中画出实验电路图。可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。（2）在右图中画出小灯泡的U—I特性曲线。（3）如果将小灯泡接在电动势1.5V、内阻3.0Ω的电池正、负极两端，小灯泡的实际功率是多少？解：（1）实验电路图如下左图（2）U-I特性曲线如下右图I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V0.200.40